阀门的动密封、静密封形式

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阀门的动密封、静密封形式
阀门的动密封、静密封形式
如何解决的密封问题不可忽视，因为阀门的跑、冒、滴、漏现象，绝大部分发生在这里。
下面我们将讨论阀门的动密封、静密封的问题。

1、动密封
阀门的动密封，主要是指阀杆密封。不让阀内介质随阀杆运动而泄漏，是阀门动密封的中心课题。

1）填料函形式
目前，阀门动密封，以填料函为主。填料函的基本形式是：
（1）
压盖式
这是用得最多的形式。
同一形式又能许多细节区别。例如，从压紧螺栓来说，可分T形螺栓（用于压力≤16公斤/平方厘米的低压阀门）、双头螺栓和活节螺栓等。从压盖来说，可分整体式和组合式。
（2）压紧螺母式
这种形式，外形尺寸小，但压紧力受限制，只使用于小阀门。


2）填料
填料函内，以填料与阀杆直接接触并充满填料函，阻止介质外漏。对填料有以下要求：
（1）密封性好；
（2）耐腐蚀；
（3）磨擦系数小；
（4）适应介质温度和压力。
常用填料有：
（1）石棉盘根：石棉盘根，耐温和耐腐蚀性能都很好，但单独使用时，密封效果不佳，所以总是浸渍或附加其他材料。油浸石棉盘根：它的基本结构形式有两种，一种是扭制，另一种是编结。又可分圆形和方形。
（2）
聚四氟乙烯编织盘根：将聚四氟乙烯细带编织为盘根，有极好的耐腐蚀性能，又可用于深冷介质。
（3）
橡胶O形圈：在低压状态下，密封效果良好。使用温度受限制，如天然橡胶只能用于60℃。
（4）
塑料成型填料：一般做成三件式，也可做成其他形状。所用塑料以聚四氟乙烯为多，也有采用尼龙66和尼龙1010的。
此外，使用单位根据自己的需要，常常探索各种有效的填料形式。例如，在250℃蒸气阀门中，用石棉盘根和铅圈交替迭合，漏汽情况就会减轻；有的阀门，介质经常变换，如以石棉盘根和聚四氟乙烯生料带共同使用，密封效果便好些。为减轻对阀杆的磨擦，有的场合，可以加二硫化钼（M0S2）或其他润滑剂。
目前，对新颖填料，正进行着探索。例如用聚丙烯腈纤维经聚四氟乙烯乳液浸渍，又经预氧化后，在模具中烧结压制，可以得到密封性能优异的成型填料；又如用不锈钢薄片与石棉制成波形填料，可耐高温、高压与腐蚀。

3）波纹管密封
随着化学工业和原子能工业的迅速发展，易燃、易爆、剧毒和带放射性的物质增多，对阀门密封有了更严格的要求，有的场合已无法使用填料密封，因此产生了新的密封形式－波纹管密封。这种密封不需填料，所以也叫无填料密封。
波纹管的两端，与别的零件焊死的。当阀杆升降时，波纹管伸缩，只要波纹管本身不漏，介质便无法泄出。为保险起见，往往采用波纹管与填料的双重密封。

2、静密封
静密封通常是指两个静止面之间的密封。密封办法主要是使用垫圈。
1）垫圈材料
（1）非金属材料：如纸、麻、牛皮、石棉制品、塑料、橡胶等。
纸、麻、牛皮之类，有毛细孔，易渗透，使用时须浸渍油、蜡或其他防渗透材料。一般阀门很少采用。
石棉制品，又有石棉带、绳、板和石棉橡胶板等。其中石棉橡胶板结构致密，耐压性能好，耐温性能也很好，在阀门本身和阀门与管子的法兰连接中，使用极为广泛。

塑料制品，有很好的耐腐蚀性能，使用也较普遍。品种有聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙66、尼龙1010等。
橡胶制品，质地柔软，各种橡胶分别有一定耐酸、耐碱、耐油、耐海水的能力。品种有天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。
（2）金属材料：一般地说，金属材料强度高，耐温性能强。但铅并不这样，仅取它耐稀硫酸的特性。常用品种有黄铜、紫铜、铝、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金、银、镍等。
（3）复合材料：例如金属包皮（内部石棉）垫圈、组合波形垫圈、缠绕垫圈等。

2）常用垫圈性能
使用阀门时，往往根据具体情况，更换原带垫圈。常有垫圈有：橡胶平垫圈、橡胶O形圈、塑料平垫圈、聚四氟乙烯包垫圈、石棉橡胶垫圈、金属平垫圈、金属异形垫圈、金属包皮垫圈、波形垫圈、缠绕垫圈等。
（1）橡胶平垫圈：变形容易，压紧时不费力，但耐压、耐温能力都较差，只用于压力低、温度不高的地方。天然橡胶有一定耐酸碱性能，使用温度不宜超过60℃；氯丁橡胶也能耐某些酸碱，使用温度80℃；丁腈橡胶耐油，可用至80℃；氟橡胶耐腐蚀性能很好，耐温性能也比一般橡胶强，可在150℃介质中使用。
（2）橡胶O形垫圈：断面形状是正圆，有一定的自紧作用，密封效果比平垫圈好，压紧力更小。
（3）塑料平垫圈：塑料的最大特点是耐腐蚀性好,大部分塑料耐温性能不好。聚四氟乙烯为塑料之冠，不但耐腐蚀性能优异，而且耐温范围比较宽阔，可在-180℃～ 200℃之内长期使用。
（4）聚四氟乙烯包垫圈：为了充分发挥聚四氟乙烯的优点，同时弥补它弹性较差的缺点，做成聚四氟乙烯包裹橡胶或石棉橡胶的垫圈。这样，既同聚四氟乙烯平垫圈一样耐腐蚀，又有良好的弹性，增强密封效果，减小压紧力。其断面形状如图4-20所示。
（5）石棉橡胶垫圈：由石棉橡胶板剪成。它的组分是60～80%的石棉和10～20%的橡胶，以及填充剂、硫化剂等。它有很好的耐热性、耐冷性、化学稳定性，而且货源丰富，价格便宜。使用时，压紧力不必很大。由于它能粘附金属，所以最好表面涂一层石墨粉，以免拆卸时费劲。
石棉橡胶板有四种颜色：灰色，用于低压（牌号XB-200，耐压≤16公斤/平方厘米，耐温200℃）；红色，用于中压（牌号XB-350，耐压可达40公斤/平方厘米，耐温350℃）；紫红色，用于高压（牌号XB-450，耐压100公斤/平方厘米耐温450℃）；绿色，用于油类，耐压性能也很好。
（6）金属平热圈：铅，耐温100℃；铝430℃；铜315℃；低碳钢550℃；银650℃；镍810℃；蒙乃尔（镍铜）合金810℃，不锈钢870℃。其中铅耐压能力较差，铝可耐64公斤/平方厘米，其他材料可耐高压。
（7）金属*垫圈：
透镜垫圈：有自紧作用，使用于高压阀门。
椭圆形垫圈：也属于高压自紧垫圈。
锥面双垫圈：用于高压内自紧密封。
此外，还有方形、菱形、三角形、齿形、燕尾形、B形、C形等，一般只在高中压阀门中使用。
（8）金属包皮垫圈：金属既有良好的耐温耐压性能，又有良好的弹性。包皮材料有铝、铜、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纤维等。
（9）波形垫圈：具有压紧力小，密封效果好的特点。常采用金属与非金属组合的形式。
（10）缠绕垫圈：是把很薄的金属带和非金属带紧贴在一起，缠绕成多层的圆形，断面呈波浪状，有很好的弹性和密封性。金属带可用08钢、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、铜、铝、钛、蒙乃尔合金等制作。非金属带材料有石棉、聚四氟乙烯等。
以上，讲述密封垫圈性能时，列举了一些数字。必须说明，这些数字跟法兰形式、介质情况和安装修理技术等有密切的关系，有时可以超过，有时达不到，而且耐压和耐温性能，也是互相转化的，例如温度高了，耐压能力往往降低，这些细微的问题，只能在实践中体会。

3）新材料和新技术
以上介绍的密封垫圈还很不全面，况且密封技术正处于迅猛发展中。下面举例介绍几项新材料和新技术。
（1）液体密封：随着高分子有机合成工业的迅猛发展，近年出现了液态密封胶，使用于静密封；这项新技术，通常叫做液体密封。液体密封的原理，是利用液态密封胶的粘附性、流动性和单分子膜效应（越薄的膜自然回复倾向越大），在适当压力下，使它象垫圈一样地起作用。所以对使用着的密封胶，也叫做液体垫圈。
（2）聚四氟乙烯生料密封：聚四氟乙烯也是高分子有机化合物，它在烧结成制品之前，叫做生料，质地柔软，也有单分子膜效应。用生料做成的带叫生料带，可以卷成盘长期保存。使用时能自由成形，任意接头，只要一有压力，便形成一个均匀地起着密封作用的环形膜。作为阀门中阀体与阀盖间的垫圈，可在不取出阀瓣或闸板的情况下，撬开一缝隙，塞进生料带去就行了。压紧力小，不粘手，也不粘法兰面，更换十分方便。对于榫槽法兰最适宜。聚四氟乙烯生料，还可做成管形和棒状，作密封用。
（3）金属空心O形圈：弹性好，压紧力小，有自紧作用，可选用多种金属材料，从而在低温、高温和强腐蚀性介质中都能适应。
（4）石墨板密封圈：在人们印象中，石墨是脆性物质，缺乏弹性和韧性，但经过特殊处理的石墨，却是质地柔软，弹性良好。这样，石墨的耐热性能和化学稳定性，便可以在垫圈材料中得以显示；而且这种垫圈压紧力小，密封效果异常优越。这种石墨还能做成带，跟金属带配合，组成性能优异的缠绕垫圈。石墨板密封圈和石墨----金属缠绕垫圈的出现，是高温抗腐蚀密封的重大突破。这类垫圈，国外已经大量生产和使用。

阀门安装 阀门使用 阀门维护 阀门安装 阀门使用 阀门维护 对于阀门，不但要会安装和维护，而且还要会操作。 （一）手动阀门的开闭 手动阀门是使用最广的阀门，它的手轮或手柄，是按照普通的人力来设计的，考虑了密封面的强度和必要的关闭力。因此不能用长杠杆或长板手来板动。有些人习惯于使用板手，应严格注意，不要用力过大过猛，否则容易损坏密封面，或板断手轮、手柄。 启闭阀门，用力应该平稳，不可冲击。某些冲击启闭的高压阀门各部件已经考虑了这种冲击力与一般阀门不能等冈。 对于蒸气阀门，开启前，应预先加热，并排除凝结水，开启时，应尽量徐缓，以免发生水击现象。 当阀门全开后，应将手轮倒转少许，使螺纹之间严紧，以免松动损伤。 对于明杆阀门，要记住全开和全闭时的阀杆位置，避免全开时撞击上死点。并便于检查全闭时是否正常。假如阀办脱落，或阀芯密封之间嵌入较大杂物，全闭时的阀杆位置就要变化。 管路初用时，内部脏物较多，可将阀门微启，利用介质的高速流动，将其冲走，然后轻轻关闭（不能快闭、猛闭，以防残留杂质夹伤密封面），再次开启，如此重复多次，冲净脏物，再投入正常工作。 常开阀门，密封面上可能粘有脏物，关闭时也要用上述方法将其冲刷干净，然后正式关严。 如手轮、手柄损坏或丢失，应立即配齐，不可用活络板手代替，以免损坏阀杆四方，启闭不灵，以致在生产中发生事故。 某些介质，在阀门关闭后冷却，使阀件收缩，操作人员就应于适当时间再关闭一次，让密封面不留细缝，否则，介质从细缝高速流过，很容易冲蚀密封面。 操作时，如发现操作过于费劲，应分析原因。若填料太紧，可适当放松，如阀杆歪斜，应通知人员修理。有的阀门，在关闭状态时，关闭件受热膨胀，造成开启困难；如必须在此时开启，可将阀盖螺纹拧松半圈至一圈，消除阀杆应力，然后板动手轮。 （二）注意事项   1、200℃以上的高温阀门，由于安装时处于常温，而正常使用后，温度升高，螺栓受热膨胀，间隙加大，所以必须再次拧紧，叫做“热紧”，操作人员要注意这一工作，否则容易发生泄露。   2、天气寒冷时，水阀长期闭停，应将阀后积水排除。汽阀停汽后，也要排除凝结水。阀底有如丝堵，可将它打开排水。   3、非金属阀门，有的硬脆，有的强度较低，操作时，开闭力不能太大，尤其不能使猛劲。还要注意辟免物件磕碰。   4、新阀门使用时，填料不要压得太紧，以不漏为度，以免阀杆受压太大，加快磨损，而又启闭费劲。 阀门安装的质量、直接影响着使用，所以必须认真注意。 （一） 方向和位置 许多阀门具有方向性，例如截止阀，节流阀，减压阀、止回阀等，如果装倒装反，就会影响使用效果与寿命（如节流阀），或者根本不起作用（如减压阀），甚至造成危险（如止回阀）。一般阀门，在阀体上有方向标志；万一没有，应根据阀门的工作原理，正确识别。 截止阀的阀腔左右不对称，流体要让其由下而上通过阀口，这样流体阻力小（由形状所决定），开启省力（因介质压力向上），关闭后介质不压填料，便于检修。这就是截止阀为什么不可安反的道理。其它阀门也有各自的特性。 阀门安装的位置，必须方便于操作；即使安装暂时困难些，也要为操作人员的长期工作着想。最好阀门手轮与胸口取齐（一般离操作地坪1.2米），这样，开闭阀门比较省劲。落地阀门手轮要朝上，不要倾斜，以免操作别扭。靠墙机靠设备的阀门，也要留出操作人员站立余地。要避免仰天操作，尤其是酸碱、有毒介质等，否则很不安全。 闸阀不要倒装（即手轮向下），否则会使介质长期留存在阀盖空间，容易腐蚀阀杆，而且为某些工艺要求所禁忌。同时更换填料极不方便。 明杆闸阀，不要安装在地下，否则由于潮湿而腐蚀外露的阀杆。 升降式止回阀，安装时要保证其阀瓣垂直，以便升降灵活。 旋启式止回阀，安装时要保证其销轴水平，以便旋启灵活。 减压阀要直立安装在水平管道上，各个方向都不要倾斜。 （二）施工作业 安装施工必须小心，切忌撞击脆性材料制作的阀门。 安装前，应将阀门作一检查，核对规格型号，鉴定有无损坏，尤其对于阀杆。还要转动几下，看是否歪斜，因为运输过程中，最易撞歪阀杆。还要清除阀内的杂物。 阀门起吊时，绳子不要系在手轮或阀杆上，以免损坏这些部件，应该系在法兰上。 对于阀门所连接的管路，一定要清扫干净。可用压缩空气吹去氧化铁屑、泥砂、焊渣和其他杂物。这些杂物，不但容易擦伤阀门的密封面，其中大颗粒杂物（如焊渣），还能堵死小阀门，使其失效。 安装螺口阀门时，应将密封填料（线麻加铅油或聚四氟乙烯生料带），包在管子螺纹上，不要弄到阀门里，以免阀内存积，影响介质流通。 安装法兰阀门时，要注意对称均匀地把紧螺栓。阀门法兰与管子法兰必须平行，间隙合理，以免阀门产生过大压力，甚至开裂。对于脆性材料和强度不高的阀门，尤其要注意。 须与管子焊接的阀门，应先点焊，再将关闭件全开，然后焊死。 （三）保护设施 有些阀门还须有外部保护，这就是保温和保冷。保温层内有时还要加伴热蒸汽管线。什么样的阀门应该保温或保冷，要根据生产要求而定。原则地说，凡阀内介质降低温度过多，会影响生产效率或冻坏阀门，就需要保温，甚至伴热；凡阀门裸露，对生产不利或引起结霜等不良现象时，就需要保冷。保温材料有石棉，矿渣棉、玻璃棉、珍珠岩，硅藻土、蛭石等；保冷材料有软木、珍珠岩、泡沫、塑料等。 长期不用的水、蒸汽阀门必须放掉积水。 （四）旁路和仪表 有的阀门，除了必要的保护设施外，还要有旁路和仪表。安装了旁路，便于疏水阀检修。其它阀门，也有安装旁路的。是否安装旁路，要看阀门状况，重要性和生产上的要求而定。 （五）填料更换 库存阀门，有的填料已不好使，有的与使用介质不符，这就需要更换填料。 阀门制造厂无法考虑使用单位千门万类的不同介质，填料函内总是装填普通盘根，但使用时，必须让填料与介质相适应。 在更换填料时，要一圈一圈地压入。每圈接缝以45度为宜，圈与圈接缝错开180度。填料高度要考虑压盖继续压紧的余地，现时又要让压盖下部压填料室适当深度，此深度一般可为填料室总深度的10-20%。 对于要求高的阀门，接缝角度为30度。圈与圈之间接缝错开120度。 除上述填料之处，还可根据具体情况，采用橡胶O形环（天然橡胶耐60摄氏度以下弱碱，丁睛橡胶耐80摄氏度以下油品，氟橡胶耐150摄氏度以下多种腐蚀介质）三件叠式聚四氟乙烯圈（耐200摄氏度以下强腐蚀介质）尼龙碗状圈（耐120摄氏度以下氨、碱）等成形填料。在普通石棉盘根外面，包一层聚四氟乙烯生料带，能提高密封效果，减轻阀杆的电化学腐蚀。 在压紧填料时，要同时转动阀杆，以保持四周均匀，并防止太死，拧紧压盖要用力均匀，不可倾斜 对阀门的维护，可分两种情况；一种是保管维护，另一种是使用维护。 （一）保管维护 保管维护的目的，是不让阀门在保管中损坏，或降低质量。而实际上，保管不当是阀门损坏的重要原因之一。 阀门保管，应该井井有条，小阀门放在货架上，大阀门可在库房地面上整齐排列，不能乱堆乱垛，不要让法兰连接面接触地面。这不仅为了美观，主要是保护阀门不致碰坏。 由于保管和搬运不当，手轮打碎，阀杆碰歪，手轮与阀杆的固定螺母松脱丢失等等，这些不必要的损失，应该避免。 对短期内暂不使用的阀门，应取出石棉填料，以免产生电化学腐蚀，损坏阀杆。 对刚进库的阀门，要进行检查，如在运输过程中进了雨水或污物，要擦试干净，再予存放。 阀门进出口要用蜡纸或塑料片封住，以防进去脏东西。 对能在大气中生锈的阀门加工面要涂防锈油，加以保护。 放置室外的阀门，必须盖上油毡或苫布之类防雨、防尘物品。存放阀门的仓库要保持清洁干燥。 （二）使用维护 使用维护的目的，在于延长阀门寿命和保证启闭可靠。 阀杆螺纹，经常与阀杆螺母摩擦，要涂一点黄干油、二硫化钼或石墨粉，起润滑作用。 不经常启闭的阀门，也要定期转动手轮，对阀杆螺纹添加润滑剂，以防咬住。 室外阀门，要对阀杆加保护套，以防雨、雪、尘土锈污。 如阀门系机械待动，要按时对变速箱添加润滑油。 要经常保持阀门的清洁。 要经常检查并保持阀门另部件完整性。如手轮的固定螺母脱落，要配齐、不能凑合使用，否则会磨园阀杆上部的四方，逐渐失去配合可靠性，乃至不能开动。 不要依靠阀门支持其它重物，不要在阀门上站立。 阀杆，特别是螺纹部分，要经常擦拭，对已经被尘土弄脏的润滑剂要换成新的，因为尘土中含有硬杂物，容易磨损螺纹和阀杆表面，影响使用寿命

仝，行天下

还好！呵呵